CN220457412U - 抗干扰通信电路、逆变电源及充电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种抗干扰通信电路、逆变电源及充电系统，该抗干扰通信电路包括开关元件、光电耦合器以及上拉电阻，开关元件的第一连接端用于接入第一供电电压，开关元件的受控端用于与第一通信设备连接，光电耦合器包括发光器和受光器，发光器的输入端与开关元件的第二连接端连接，发光器的接地端接地，受光器的输出端用于接入第二供电电压并用于连接至第二通信设备，受光器的接地端接地，上拉电阻的第一端与开关元件的第一连接端连接，上拉电阻的第二端与开关元件的受控端连接。该设计能够有效降低第一通信设备与第二通信设备之间通信信号收发错误的可能性，以降低误码率。

Description

抗干扰通信电路、逆变电源及充电系统

技术领域

本申请涉及充电技术领域，尤其涉及一种抗干扰通信电路、逆变电源及充电系统。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，为了应对例如停电、户外无电源、室内不便接电源线等情况的发生，逆变电源越来越多的被应用到人们的生活中。

逆变电源的各个模块之间需要进行数据信息的传递，通常会利用串口通信的方式来实现。但是，当逆变电源的工作环境中存在较大的干扰信号时，会导致通信信号的错误收发，形成很高的误码率。

实用新型内容

本申请实施例提供一种抗干扰通信电路、逆变电源及充电系统，能够解决相关技术中因干扰信号而带来的通信信号的错误收发，误码率高的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种抗干扰通信电路；该抗干扰通信电路包括开关元件、光电耦合器以及上拉电阻，开关元件的第一连接端用于接入第一供电电压，开关元件的受控端用于与第一通信设备连接，光电耦合器包括发光器和受光器，发光器的输入端与开关元件的第二连接端连接，发光器的接地端接地，受光器的输出端用于接入第二供电电压并用于连接至第二通信设备，受光器的接地端接地，上拉电阻的第一端与开关元件的第一连接端连接，上拉电阻的第二端与开关元件的受控端连接。

基于本申请实施例的抗干扰通信电路，通过设计上拉电阻，第一供电电压通过上拉电阻对开关元件的受控端进行上拉，使开关元件的受控端的电压更加稳定，有效增强开关元件的受控端的抗干扰能力，降低开关元件因受到干扰而出现异常通电的情况，以降低光电耦合器发生误动作的可能性，从而降低第一通信设备与第二通信设备之间通信信号收发错误的可能性，以降低误码率。

第二方面，本申请实施例提供了一种逆变电源，该逆变电源包括电路板以及上述的抗干扰通信电路，抗干扰通信电路制作于电路板。

基于本申请实施例中的逆变电源，具有上述抗干扰通信电路的逆变电源，能够有效降低第一通信设备与第二通信设备之间通信信号收发错误的可能性，以降低误码率。

第三方面，本申请实施例提供了一种充电系统，该充电系统包括第一通信设备、第二通信设备及上述的逆变电源，第一通信设备的信号输出端与抗干扰通信电路的开关元件的第一连接端连接，第二通信设备的信号输入端与抗干扰通信电路的受光器的输出端连接。

基于本申请实施例中的充电系统，具有上述逆变电源的充电系统，能够有效降低第一通信设备与第二通信设备之间通信信号收发错误的可能性，以降低误码率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种实施例中的抗干扰通信电路的电路结构示意图；

图2为本申请一种实施例中的逆变电源包括两个抗干扰通信电路的电路结构示意图；

图3为本申请一种实施例中的充电系统的电路结构示意图。

附图标记：1、抗干扰通信电路；11、第一抗干扰通信电路；12、第二抗干扰通信电路；Q1、开关元件；U1、光电耦合器；R_SL、上拉电阻；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；TXD、第一通信设备的信号输出端；TXDS、第二通信设备的信号输入端；RXDS、第二通信设备的信号输出端；RXD、第一通信设备的信号输入端；V_CC1、第一供电电压；V_CC2、第二供电电压；2、逆变电源。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参照图1所示，本申请的第一方面提出了一种抗干扰通信电路1，其能够有效降低第一通信设备与第二通信设备之间通信信号收发错误的可能性，以降低误码率。

该抗干扰通信电路1包括开关元件Q1、光电耦合器U1以及上拉电阻R_SL，开关元件Q1的第一连接端用于接入第一供电电压V_CC1，开关元件Q1的受控端用于与第一通信设备连接，光电耦合器U1包括发光器和受光器，发光器的输入端与开关元件Q1的第二连接端连接，发光器的接地端接地，受光器的输出端用于接入第二供电电压V_CC2并用于连接至第二通信设备，受光器的接地端接地，上拉电阻R_SL的第一端与开关元件Q1的第一连接端连接，上拉电阻R_SL的第二端与开关元件Q1的受控端连接。

以下结合图1对抗干扰通信电路1的具体电路结构进行展开介绍。

如图1所示，抗干扰通信电路1包括开关元件Q1、光电耦合器U1以及上拉电阻R_SL。

开关元件Q1作为抗干扰通信电路1中用于通断第一通信设备和/或第二通信设备(如图3所示，下文有介绍)的通信信号的电子元器件。

开关元件Q1具有第一连接端、第二连接端和受控端。

开关元件Q1的第一连接端用于接入第一供电电压V_CC1，“第一供电电压V_CC1”应理解成能够供光电耦合器U1的发光器(下文有介绍)正常发光的电压，这里对第一供电电压V_CC1的具体数值不做限定，设计人员可根据实际需要设定。

开关元件Q1的受控端用于与第一通信设备连接，开关元件Q1的受控端用于接收第一通信设备的信号输出端TXD输出的通信信号，其中，通信信号会以高低电平的形式呈现。

可以理解的是，作为实现通断第一通信设备和/或第二通信设备的通信信号的开关元件Q1的具体表现形式可以有很多。例如，在本申请实施例中，开关元件Q1包括三极管，该三极管的发射极作为开关元件Q1的第一连接端，该三极管的集电极作为开关元件Q1的第二连接端，该三极管的基极作为开关元件Q1的受控端。当然，在其他一些实施例中，开关元件Q1也可以包括PMOS管，该PMOS管的漏极作为开关元件Q1的第一连接端，该PMOS管的源极作为开关元件Q1的第二连接端，该PMOS管的栅极作为开关元件Q1的受控端。

如图1所示，光电耦合器U1作为抗干扰通信电路1中用于实现第一通信设备和第二通信设备之间电气连接和电气隔绝的电子元器件。

光电耦合器U1包括发光器和受光器。

发光器具有输入端和接地端，发光器的输入端与开关元件Q1的第二连接端连接，发光器的接地端接地。

受光器具有输出端和接地端，受光器的输出端用于接入第二供电电压V_CC2并用于连接至第二通信设备，受光器的接地端接地。其中，“第二供电电压V_CC2”应理解成能够供光电耦合器U1的受光器正常工作的电压，这里对第二供电电压V_CC2的具体数值不做限定，设计人员可根据实际需要设定。需要注意的是，第二供电电压V_CC2的具体数值与第一供电电压V_CC1的具体数值不同，例如，在本申请实施例中，第二供电电压V_CC2为5伏，第一供电电压V_CC1为3.3伏。

可以理解的是，光电耦合器U1有多种类型，且针对不同类型的光电耦合器U1，发光器和受光器的具体表现形式也不尽相同。例如，在本申请实施例中，发光器包括发光二极管，该发光二极管的阳极作为发光器的输入端，该发光二极管的阴极作为发光器的接地端；受光器包括三极管，该三极管的集电极作为受光器的输出端，该三极管的发射极作为受光器的接地端。当然，在其他一些实施例中，受光器也可以包括二极管，该二极管的阳极作为受光器的输出端，该二极管的阴极作为受光器的接地端。

值得一提的是，开关元件Q1具有导通状态和关断状态。当开关元件Q1的受控端接收到第一通信设备的信号输出端TXD输出的高电平的通信信号时，开关元件Q1处于关断状态，开关元件Q1的第一连接端与开关元件Q1的第二连接端之间断开，此时第一供电电压V_CC1到光电耦合器U1的发光器的输入端的供电断开，光电耦合器U1的发光器和光电耦合器U1的受光器停止进行光电转换，进而光电耦合器U1的受光器的输出端与接地端之间断开，此时第二供电电压V_CC2导通到第二通信设备的信号输入端TXDS，第二通信设备的信号输入端TXDS接入高电平。当开关元件Q1的受控端接收到第一通信设备的信号输出端TXD输出的低电平的通信信号时，开关元件Q1处于导通状态，开关元件Q1的第一连接端与开关元件Q1的第二连接端之间连通，此时第一供电电压V_CC1到光电耦合器U1的发光器的输入端的供电连通，光电耦合器U1的发光器和光电耦合器U1的受光器开始进行光电转换，进而光电耦合器U1的受光器的输出端与接地端之间连通，此时第二通信设备的信号输入端TXDS通过光电耦合器U1的受光器导通至接地，第二通信设备的信号输入端TXDS接入低电平。需要说明的是，该过程实现了第一通信设备(即原边)的通信信号传递到第二通信设备(即副边)的目的，且传递过程中没有电气连接，确保高电压不会传递到低压区，满足安全规范的要求。

如图1所示，上拉电阻R_SL作为抗干扰通信电路1中用于抬高开关元件Q1的受控端的电压，以提高光电耦合器U1的抗干扰能力的电子元器件。其中，干扰可以但不仅限于是电流干扰、电压干扰等。

上拉电阻R_SL的第一端与开关元件Q1的第一连接端连接，上拉电阻R_SL的第二端与开关元件Q1的受控端连接，也即上拉电阻R_SL并联连接于开关元件Q1的第一连接端与受控端之间。例如，当开关元件Q1为三极管时，上拉电阻R_SL的第一端与三极管的发射极连接，上拉电阻R_SL的第二端与三极管的基极连接。

基于本申请实施例中的抗干扰通信电路1，通过设计上拉电阻R_SL，第一供电电压V_CC1通过上拉电阻R_SL对开关元件Q1的受控端进行上拉，使开关元件Q1的受控端的电压更加稳定，有效增强开关元件Q1的受控端的抗干扰能力，降低开关元件Q1因受到干扰而出现异常通电的情况，以降低光电耦合器U1发生误动作的可能性，从而降低第一通信设备与第二通信设备之间通信信号收发错误的可能性，以降低误码率。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，抗干扰通信电路1还包括第一电容C1，第一电容C1的第一极板与上拉电阻R_SL的第二端连接，第一电容C1的第二极板接地。该设计中，通过设计第一电容C1，相较于相关技术中未设计第一电容C1而言，需要更大的干扰能量，才能使第一电容C1的第一极板与开关元件Q1的受控端的公共电压形成同样的波动并产生相同的干扰效果，因此设计第一电容C1能够有效提高第一通信设备和第二通信设备之间通信的稳定性。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，抗干扰通信电路1还包括第一电阻R1，第一电阻R1的第一端用于与第一通信设备连接，第一电阻R1的第二端与上拉电阻R_SL的第二端连接。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，抗干扰通信电路1还包括第二电阻R2，第二电阻R2的第一端与发光器的输入端连接，第二电阻R2的第二端与发光器的接地端连接。也就是说，第二电阻R2并联连接于发光器的输入端和发光器的接地端之间。例如，当光电二极管的发光器包括发光二极管时，第二电阻R2的第一端与发光二极管的阳极连接，第二电阻R2的第二端与发光二极管的阴极连接。该设计中，通过设计第二电阻R2，第二电阻R2使发光器的输入端与接地端之间的电压泄放速度变快，并且能够让发光器的输入端与接地端之间的电压泄放的更彻底，使发光器的输入端与接地端之间余留下的电压更小，如此可以让光电耦合器U1的发光器与光电耦合器U1的受光器之间停止光电转换更加稳定和彻底，当出现干扰时，更不容易触发光电耦合器U1发生误动作。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，抗干扰通信电路1还包括第二电容C2，第二电容C2的第一极板与发光器的输入端连接，第二电容C2的第二极板与发光器的接地端连接。也就是说，第二电容C2并联连接于发光器的输入端和发光器的接地端之间。例如，当光电二极管的发光器包括发光二极管时，第二电容C2的第一极板与发光二极管的阳极连接，第二电容C2的第二极板与发光二极管的阴极连接。该设计中，通过设计第二电容C2，第二电容C2能够对光电耦合器U1的发光器一侧(也即原边侧)的干扰进行吸收，相较于相关技术中未设计第二电容C2而言，需要更大的干扰能量，才能干扰光电耦合器U1并让其发生误动作，因此设计第二电容C2能够有效提高光电耦合器U1的抗干扰能力，从而有效提高第一通信设备和第二通信设备之间通信的稳定性。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，抗干扰通信电路1还包括第三电阻R3，第三电阻R3的第一端与第二电阻R2的第二端连接，第三电阻R3的第二端接地。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，抗干扰通信电路1还包括第三电容C3，第三电容C3的第一极板与受光器的输出端连接，第三电容C3的第二极板与受光器的接地端连接。也就是说，第三电容C3并联连接于受光器的输出端和受光器的接地端之间。例如，当光电耦合器U1的受光器包括三极管时，第三电容C3的第一极板与三极管的集电极连接，第三电容C3的第二极板与三极管的发射极连接。该设计中，通过设计第三电容C3，第三电容C3能够对光电耦合器U1的受光器一侧(也即副边侧)的干扰进行吸收，相较于相关技术中未设计第三电容C3而言，需要更大的干扰能量，才能干扰光电耦合器U1并让其发生误动作，因此设计第三电容C3能够有效提高光电耦合器U1的抗干扰能力，从而有效提高第一通信设备和第二通信设备之间通信的稳定性。

进一步地，如图1所示，在一些实施例中，抗干扰通信电路1还包括第四电阻R4和第五电阻R5，第四电阻R4的第一端用于接入第二供电电压V_CC2，第四电阻R4的第二端与第三电容C3的第一极板连接，第五电阻R5的第一端与第三电容C3的第一极板连接，第五电阻R5的第二端用于连接至第二通信设备。

请参照图2所示，本申请的第二方面提出了一种逆变电源2，该逆变电源2包括电路板以及上述的抗干扰通信电路1，抗干扰通信电路1制作于电路板。该设计中，具有上述抗干扰通信电路1的逆变电源2，能够有效降低第一通信设备与第二通信设备之间通信信号收发错误的可能性，以降低误码率。

可以理解的是，逆变电源2通信连接时，可以是从第一通信设备一侧到第二通信设备的一侧受到的干扰较大，也可以是从第二通信设备一侧到第一通信设备一侧受到的干扰较大，还可以是从第一通信设备到第二通信设备一侧、以及从第二通信设备到第一通信设备一侧受到的干扰均较大。

当从第一通信设备一侧到第二通信设备一侧受到的干扰较大时，只需要在逆变电源2中设计一个上述抗干扰通信电路1。此时，该一个抗干扰通信电路1的开关元件Q1的第一连接端用于连接至第一通信设备的信号输出端TXD，该一个抗干扰通信电路1的受光器的输出端用于连接至第二通信设备的信号输入端TXDS。

当从第二通信设备一侧到第一通信设备一侧受到的干扰较大时，也只需要在逆变电源2中设计一个上述抗干扰通信电路1。此时，该一个抗干扰通信电路1的开关元件Q1的第一端用于连接至第二通信设备的信号输出端RXDS，该一个抗干扰通信电路1的受光器的输出端用于连接至第一通信设备的信号输入端RXD。

如图2所示，当从第一通信设备一侧到第二通信设备一侧、以及从第二通信设备到第一通信设备一侧均受到的干扰较大时，需要在逆变电源2中设计两个上述抗干扰通信电路1，两个抗干扰通信电路1包括第一抗干扰通信电路11和第二抗干扰通信电路12。此时，第一抗干扰通信电路11用于降低从第一通信设备一侧到第二通信设备一侧的干扰，第一抗干扰通信电路11的开关元件Q1的第一连接端用于连接至第一通信设备的信号输出端TXD，第一抗干扰电路的受光器的输出端用于连接至第二通信设备的信号输入端TXDS。第二抗干扰通信电路12用于降低从第二通信设备一侧到第一通信设备一侧的干扰，第二抗干扰通信电路12的开关元件Q1的第一连接端用于连接至第二通信设备的信号输出端RXDS，第二抗干扰通信电路12的受光器的输出端用于连接至第一通信设备的信号输入端RXD。

以下对设计有两个抗干扰通信电路1的逆变电源2的通信连接的原理进行简要说明：

当第一通信设备向第二通信设备发送通信信号时。若第一抗干扰通信电路11的开关元件Q1的受控端接收到第一通信设备的信号输出端TXD输出的高电平的通信信号，此时第一抗干扰通信电路11的开关元件Q1处于关断状态，第一供电电压V_CC1到光电耦合器U1的发光器的输入端的供电断开，光电耦合器U1的发光器和光电耦合器U1的受光器停止进行光电转换，进而光电耦合器U1的受光器的输出端与接地端之间断开，此时第二供电电压V_CC2导通到第二通信设备的信号输入端TXDS，第二通信设备的信号输入端TXDS接入高电平。若第一抗干扰通信电路11的开关元件Q1的受控端接收到第一通信设备的信号输出端TXD输出的低电平的通信信号，此时第一抗干扰通信电路11的开关元件Q1处于导通状态，第一供电电压V_CC1到光电耦合器U1的发光器的输入端的供电连通，光电耦合器U1的发光器和光电耦合器U1的受光器开始进行光电转换，进而光电耦合器U1的受光器的输出端与接地端之间连通，此时第二通信设备的信号输入端TXDS通过光电耦合器U1的受光器导通至接地，第二通信设备的信号输入端TXDS接入低电平。

当第二通信设备向第一通信设备发送通信信号时。若第二抗干扰通信电路12的开关元件Q1的受控端接收到第二通信设备的信号输出端RXDS输出的高电平的通信信号，此时第二抗干扰通信电路12的开关元件Q1处于关断状态，第二供电电压V_CC2到光电耦合器U1的发光器的输入端的供电断开，光电耦合器U1的发光器和光电耦合器U1的受光器停止进行光电转换，进而光电耦合器U1的受光器的输出端与接地端之间断开，此时第一供电电压V_CC1导通到第一通信设备的信号输入端RXD，第一通信设备的信号输入端RXD接入高电平。若第二抗干扰通信电路12的开关元件Q1的受控端接收到第二通信设备的信号输出端RXDS输出的低电平的通信信号，此时第二抗干扰通信电路12的开关元件Q1处于导通状态，第二供电电压V_CC2到光电耦合器U1的发光器的输入端的供电连通，光电耦合器U1的发光器和光电耦合器U1的受光器开始进行光电转换，进而光电耦合器U1的受光器的输出端与接地端之间连通，此时第一通信设备的信号输入端RXD通过光电耦合器U1的受光器导通至接地，第一通信设备的信号输入端RXD接入低电平。

请参照图3所示，本申请的第三方面提出了一种充电系统，该充电系统包括第一通信设备、第二通信设备及上述的逆变电源2，第一通信设备的信号输出端TXD与抗干扰通信电路1的开关元件Q1的第一连接端连接，第二通信设备的信号输入端TXDS与抗干扰通信电路1的受光器的输出端连接。该设计中，具有上述逆变电源2的充电系统，能够有效降低第一通信设备与第二通信设备之间通信信号收发错误的可能性，以降低误码率。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗干扰通信电路，其特征在于，包括：

开关元件，所述开关元件的第一连接端用于接入第一供电电压，所述开关元件的受控端用于与第一通信设备连接；

光电耦合器，包括发光器和受光器，所述发光器的输入端与所述开关元件的第二连接端连接，所述发光器的接地端接地，所述受光器的输出端用于接入第二供电电压并用于连接至第二通信设备，所述受光器的接地端接地；以及

上拉电阻，所述上拉电阻的第一端与所述开关元件的第一连接端连接，所述上拉电阻的第二端与所述开关元件的受控端连接。

2.如权利要求1所述的抗干扰通信电路，其特征在于，还包括：

第一电容，所述第一电容的第一极板与所述上拉电阻的第二端连接，所述第一电容的第二极板接地。

3.如权利要求2所述的抗干扰通信电路，其特征在于，还包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端用于与所述第一通信设备连接，所述第一电阻的第二端与所述上拉电阻的第二端连接。

4.如权利要求1所述的抗干扰通信电路，其特征在于，还包括：

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述发光器的输入端连接，所述第二电阻的第二端与所述发光器的接地端连接。

5.如权利要求4所述的抗干扰通信电路，其特征在于，还包括：

第二电容，所述第二电容的第一极板与所述发光器的输入端连接，所述第二电容的第二极板与所述发光器的接地端连接；和/或，

第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二电阻的第二端连接，所述第三电阻的第二端接地。

6.如权利要求1所述的抗干扰通信电路，其特征在于，还包括：

第三电容，所述第三电容的第一极板与所述受光器的输出端连接，所述第三电容的第二极板与所述受光器的接地端连接。

7.如权利要求6所述的抗干扰通信电路，其特征在于，还包括：

第四电阻，所述第四电阻的第一端用于接入第二供电电压，所述第四电阻的第二端与所述第三电容的第一极板连接；

第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第三电容的第一极板连接，所述第五电阻的第二端用于连接至所述第二通信设备。

8.一种逆变电源，其特征在于，包括：

电路板；以及

如权利要求1-7中任一项所述的抗干扰通信电路，所述抗干扰通信电路制作于所述电路板。

9.如权利要求8所述的逆变电源，其特征在于，

所述逆变电源包括两个所述抗干扰通信电路，所述两个抗干扰通信电路包括第一抗干扰通信电路和第二抗干扰通信电路；

所述第一抗干扰通信电路的所述开关元件的第一连接端用于连接至所述第一通信设备的信号输出端，所述第一抗干扰通信电路的所述受光器的输出端用于连接至所述第二通信设备的信号输入端；

所述第二抗干扰通信电路的所述开关元件的第一连接端用于连接至所述第二通信设备的信号输出端，所述第二抗干扰通信电路的所述受光器的输出端用于连接至所述第一通信设备的信号输入端。

10.一种充电系统，其特征在于，包括：

如权利要求8-9中任一项所述的逆变电源；

第一通信设备，所述第一通信设备的信号输出端与所述抗干扰通信电路的所述开关元件的第一连接端连接；以及

第二通信设备，所述第二通信设备的信号输入端与所述抗干扰通信电路的所述受光器的输出端连接。